协效剂在PP/IFR体系中的协效作用机理

研究了聚丙烯(PP)/膨胀型阻燃剂(IFR)体系所使用协效剂的协效作用。极限氧指数(LOI)与垂直燃烧(UL-94)测试结果表明:将各种协效剂加入到PP/IFR中,均能在一定程度上提高其阻燃性能;通过热重分析(TGA)测试,将协效剂按作用机理分为3类:与聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)均不发生化学反应的协效剂;仅与APP反应而不与PER反应的协效剂;与APP,PER都发生化学反应的协效剂。并通过电子扫描显微镜(SEM)和炭层强度测试对燃烧后所形成的炭层进行表征,结果表明虽然协效剂作用机理不同,但本质上都对炭层具有一定的增强作用,使炭层附着于基体表面,阻隔热量与氧气进入到燃烧区域,从而达到阻燃目的。     

膨胀型阻燃剂/氢氧化镁协效阻燃环氧树脂

研究了多聚磷酸铵/三聚氰胺/季戊四醇(APP/MEL/PER)膨胀阻燃体系与纳米氢氧化镁(MH)构成的复合阻燃体系对环氧树脂(EP)阻燃性能的影响。结果表明,在膨胀阻燃体系中添加适量的MH可以提高EP的极限氧指数(LOI),当IFR质量分数为16%,MH的质量分数为4%时,EP的LOI值达到28%,比单独添加IFR有所提高(26%)。热重结果显示,MH可以延缓膨胀阻燃EP的热解趋势,并在一定程度上促进IFR的成炭过程,提高了膨胀阻燃EP的残炭率。     

膨胀阻燃剂对EVA/PA6聚合物合金阻燃和力学性能的影响

采用聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)组成的膨胀阻燃剂(IFR),对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚酰胺6(PA6)组成的EVA/PA6聚合物合金进行了阻燃改性。采用氧指数和垂直燃烧法,研究了IFR对EVA/PA6聚合物合金阻燃性能的影响,并测试了其力学性能。采用扫描电子显微镜对阻燃聚合物残炭形貌进行了表征。研究结果表明:随着IFR质量分数的增加,EVA/PA6聚合物合金的氧指数不断增大。当IFR质量分数为28%、m(EVA)∶m(PA6)=4∶1时,EVA/PA6聚合物合金显示出较优的阻燃性,此时极限氧指数为34.3%,垂直燃烧达到UL 94 V-0级。EVA/PA6阻燃聚合物合金的拉伸强度和断裂伸长率随着IFR质量分数的增加而逐渐降低。     

膨胀阻燃热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

以热塑性聚氨酯(TPU)为基底,以聚磷酸铵(APP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)和硼酸为复合改性剂,制备了一种环保型膨胀阻燃TPU复合材料。通过锥形量热仪和烟密度测试对复合材料的燃烧、抑烟和热稳定情况进行了研究,结果表明：APP/MCA/硼酸阻燃体系可降低复合材料热释放速率峰值(最高降幅达到约80%)和总热释放量,促进了致密炭化层的生成,有效抑制了挥发组分的生成。极限氧指数(LOI)结果表明：阻燃体系提高了LOI;添加质量分数15%APP、2.5%MCA、2.5%硼酸的TPU复合材料的LOI最高,达到了32%,该样品达到了最高的UL-94等级。热重分析结果表明TPU复合材料具有更好的热稳定性。APP、MCA、硼酸对膨胀阻燃TPU复合材料具有抑烟和阻燃的作用。     

抗静电超薄型钢结构防火涂料的研制

超薄(CB)型钢结构膨胀防火涂料(UFRC)在燃烧过程中可形成耐火隔热保护层,提高钢结构耐火极限。选用氨基树脂、改性丙烯酸树脂为基体树脂,以多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,以氢氧化铝(AH)为协效剂,制备了抗静电膨胀型防火涂料(AUFRC)。用红外(FTIR)、XRD等方法对防火涂料及其燃烧残渣进行了分析,初步探讨了阻燃机理。当基体树脂(wt(氨基树脂)∶wt(丙烯酸树脂)=1∶2)为80份,APP为25份,PER为15份,MEL为10份,AH为5份时,制备的防火涂料阻燃、抗静电等综合性能最佳。     

阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值对阻燃性能的影响

将聚磷酸铵(APP)、磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)、可膨胀石墨(EG)及EG与APP复合阻燃剂分别添加于硬质聚氨酯泡沫(RPUF),采用氧弹量热仪、氧指数仪、燃烧背温测试仪及锥形量热仪研究了阻燃RPUF燃烧热值(HoC)与氧指数、炭层阻隔作用及热释放等阻燃性能参数的相关性;采用X射线光电子能谱表征了RPUF/APP及RPUF/EG/APP体系燃烧热值测试后残炭表面P元素的化学状态. 研究表明,各阻燃RPUF的HoC由低到高的顺序为RPUF/APP,RPUF/EG/APP,RPUF/TCPP,RPUF/MCA,RPUF/EG,其中RPUF/EG/APP的氧指数相对最高,炭层阻隔效应较好,热释放及质量损失相对最低,产烟量适中,综合阻燃性能最好. RPUF/EG/APP燃烧热值测试残炭表面五氧化二磷比例(57.9%)大于RPUF/APP(35.9%). 阻燃RPUF的HoC主要与体系元素组成及阻燃剂HoC的贡献有关,也与膨胀阻燃体系中组分的相互作用有关;而氧指数、炭层的阻隔作用、热及烟释放等阻燃性能主要取决于阻燃机理.      

聚磷酸铵/环糊精/硅橡胶复合材料的阻燃性能及热降解动力学

以107硅橡胶为基础胶,以环糊精(CD)为膨胀型阻燃剂(IFR)的碳源,聚磷酸铵(APP)为IFR的酸源和气源,制备硅橡胶复合材料(SR). 研究了APP/CD阻燃体系对硅橡胶阻燃性和热稳定性的影响;并采用 Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法计算SR的热降解活化能.结果表明,APP与CD的质量比为3∶1,添加量为40份时,SR的极限氧指数为24.0%,SR的垂直燃烧性能达到 UL94 V-0级;APP和CD的加入硅橡胶的热稳定性降低;APP的加入SR的活化能降低明显,这是由于APP促进了硅橡胶的热分解;APP和CD的加入SR的活化能也降低,CD的加入促进了APP提前分解和硅橡胶的成炭,从而进一步降低了硅橡胶的活化能.     

含膨胀石墨的膨胀体系阻燃LLDPE/EVA复合材料的研究

将膨胀石墨(EG)、三聚氰胺(MEL)、多聚磷酸铵(ATP)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)通过双螺杆挤出机熔融共混制备了阻燃复合材料。通过氧指数测定、水平燃烧测试、垂直燃烧测试、扫描电镜、热重分析仪研究了膨胀石墨(EG)的含量对复合材料的燃烧性能、燃烧机理、热稳定性的影响。结果表明,复配出的膨胀阻燃剂有良好的阻燃效果,EG的添加量为12.5%,EG、MEL、ATP配比为2∶1∶2时,复合材料达到难燃级别,阻燃机理满足膨胀成炭阻燃机理。EG含量的增加,复合材料热稳定性提高。     

氧化锌在膨胀阻燃体系中的协效作用

将膨胀型阻燃剂--聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)体系应用于聚丙烯(PP)中使之具有较好的阻燃性.通过氧指数(LOI)、热分析(DTA-TG)和傅立叶红外(FTIR)研究了氧化锌在膨胀型阻燃聚丙烯中的阻燃协效作用.结果表明氧化锌与APP/PER膨胀阻燃体系之间存在显著的协效作用,对酯化及成炭反应具有明显的催化作用,并可提高降解残余物的热稳定性,使材料的阻燃性显著增强而力学性能损失较小.     

增效膨胀型阻燃LDPE的性能研究

将分子筛作为膨胀阻燃增效剂,分别引入聚磷酸铵 /季戊四醇和聚磷酸铵 /双季戊四醇两种膨胀型阻燃剂(IFR)中 ,用于制备阻燃LDPE ;研究了分子筛型号及用量对增效作用的影响。结果表明,分子筛显著提高了两种IFR的阻燃效率,使IFR -LDPE的极限氧指数分别达到28.9%和30.9%。其中A型效果优于X型和Y型。TG和DTA分析结果说明,分子筛改变了IFR和IFR-LDPE的热降解过程,提高了高温成炭量和膨胀炭层的热稳定性、热绝缘性,使IFR-LDPE阻燃性提高。     

微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐阻燃聚丙烯的研究

首先研究了聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺/聚丙烯(APP/PER/MEL/PP)膨胀型阻燃体系(IFR)的物料配比对PP阻燃性能和抗拉强度的影响,获得了优化配方.然后将优化配伍的APP/PER/MEL/PP与自制的"三位一体"膨胀型阻燃剂微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐(MSDM)阻燃PP(MSDM/PP)进行了比较.结果表明,MSDM对PP的阻燃效果优于APP/PER/MEL,这与MSDM中C、N、P、Cl的协效作用有关.MSDM微胶囊对PP的抗拉强度也有促进作用,这可归因于阻燃剂的微胶囊化增强了MSDM的稳定性以及MSDM与PP的相互作用.     

具有反应活性的聚磷酸铵微胶囊的制备及应用

设计并制备了以聚磷酸铵（APP）为芯材,铝溶胶及γ-氨丙基三乙氧基硅烷为壳层的聚磷酸铵微胶囊（MAPP）;将MAPP与三聚氰胺（MEL）和季戊四醇（PER）添加到环氧树脂（E-51）基体中,制备了阻燃环氧树脂EP/MAPP。MAPP表面的Al₂O₃颗粒可参与陶瓷化反应,提高阻燃性能,并且其表面的氨基可与环氧树脂交联一体化,将MAPP粒子固定在交联体系中,解决APP易水解迁移的问题。测试结果表明：当MAPP的添加量为21份（每100份环氧树脂中MAPP的添加量,质量单位）、MEL和PER的添加量均为7份时,EP/MAPP的阻燃性能可达V-0级别,极限氧指数（LOI）达30.6%,且与EP/APP相比,EP/MAPP的力学性能得到了极大的提升,残炭率与残炭形貌均较优。     

三嗪衍生物的合成及其用于ABS的阻燃研究

合成了1种三嗪衍生物－2，4－二氨基－6－羟乙胺基－1，3，5－三嗪，研究了合成反应的影响因素。将合成的这种化合物与聚磷酸铵和季戊四醇复配成ABS的膨胀型阻燃剂，表现出较好的阻燃性。     

EPDM阻燃热防护材料在锂离子电池热失控中的研究

研究了三元乙丙橡胶（EPDM）阻燃热防护材料配方中的阻燃剂、厚度对其性能的影响,以及在锂离子电池中的应用效果.结果发现具有阻燃配方的EPDM的背面温度低于未加阻燃剂的EPDM,随阻燃剂的加入和样品厚度的增加,EPDM的背面温度降低、阻燃性能提高.在火源温度为500℃的条件下,厚度为3,6 mm加阻燃剂的EPDM的稳定温度分别为185.1,165.7℃.选用厚度3 mm的阻燃EPDM作为锂电池组的热防护材料,电池热失控过程中仅1块电池发生爆炸,而未进行热防护的电池组中共有5块电池相继发生爆炸.以电池组为中心,在无热防护的锂电池组燃烧爆炸实验时,距电池组半径30 cm处圆形区域温度均受到电池燃烧爆炸的影响而达到高达300℃的高温,属于十分危险的范围;而在使用EPDM热防护材料对锂离子电池进行防护后,此区域的温度在20~28℃之间浮动,属于十分安全的温度范围.      

微胶囊化法改善膨胀型阻燃涂料的耐水性能

以多聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PT)-三聚氰胺(M)为膨胀型阻燃体系(IFR),氯化橡胶为基材树脂,制备阻燃涂料.聚氨酯的多异氰酸酯预聚体树脂,含有氨酯键结构,可作为IFR的气源,又与氯化橡胶有较好的相容性;其异氰酸酯基能与IFR中的活泼氢发生重键加成反应,通过表面接枝的方法,将IFR微胶囊化,SEM证明了该技术增强了阻燃剂与底材的相容性,提高防火涂料的耐水性.     

阻燃聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的燃烧性能

采用X射线衍射和透射电镜对所制备的聚丙烯/蒙脱土（PP/MMT）插层纳米复合材料的结构进行表征;通过热分析、锥形量热、氧指数、垂直燃烧测试对其热解和燃烧性能进行了研究.热分析表明蒙脱土片层在热解过程中显示出能量阻隔作用,提高了材料的热稳定性和成炭量;蒙脱土片层与膨胀型阻燃剂之间的协效作用使得纳米复合材料热释放速率、CO与CO2释放量及比消光面积明显降低;将不同阻燃级别的材料制成电视机壳进行全尺寸锥形量热仪实验表明,V-0级别的阻燃聚丙烯材料的火灾危险性最小.     

膨胀阻燃PA-66体系热降解研究

以聚磷酸铵（ＡＰＰ）为酸源,采用新型无卤,膨胀阻燃体系阻燃ＰＡ－６６．ＰＡ－６６是聚合物基质,还可作为炭源并参与气源作用。通过热重分析研究了ＰＡ－６６膨胀阻燃体系的热降解和阻燃机理,实验表明,ＡＰＰ降低了纯聚合物的稳定性,改变了聚合物ＰＡ－６６的的热降解过程。     

淀粉碳源环保型阻燃剂的合成及其应用

以磷酸、淀粉、蜜胺为原料，合成了膨胀型磷酸酯蜜胺盐（IFR）；用傅立叶变换红外光谱分析（FTIR）、热重分析（TG）与差示扫描量热法（DSC）对其进行了分析测定和表征。红外图谱表明该阻燃剂具有环状结构，在TG分析中该阻燃剂表现出优异的热稳定性和很高的成碳性。将该阻燃剂掺入聚丙烯中进行燃烧试验，结果表明它是一种良好的高分子材料阻燃剂。